공조에서 외기·환기·급기·배기란?
개념과 원리
공조계통의 공기 흐름은 보통 외기(OA)·환기 또는 환류공기(RA)·급기(SA)·배기(EA)로 구분합니다. 기호를 정확히 이해하면 공조기 계통도와 혼합공기 문제를 훨씬 쉽게 해석할 수 있습니다.
외기(OA, Outdoor Air)는 실외에서 공조기로 도입되는 공기입니다. 실내의 오염물질과 이산화탄소 농도를 낮추기 위해 필요한 환기용 공기이며, 여름이나 겨울에는 실내공기와 상태가 크게 달라 외기부하를 발생시킵니다.
환기·환류공기(RA, Return Air)는 실내에서 공조기로 되돌아오는 공기입니다. 이 중 일부는 다시 공조기로 보내 재사용하고, 일부는 실외로 배출할 수 있습니다. 여기서 RA의 ‘환기’는 일상적인 의미의 환기(ventilation)와 혼동하기 쉬우므로 되돌아오는 공기라고 이해하면 편합니다.
급기(SA, Supply Air)는 공조기에서 냉각·가열·가습·감습·여과 등의 처리를 마친 뒤 실내로 공급되는 공기입니다.
배기(EA, Exhaust Air)는 실내 또는 환류계통에서 실외로 버려지는 공기입니다. 정상상태에서 건물의 압력과 질량수지를 유지하려면 도입 외기량과 배기량의 관계도 함께 고려해야 합니다.
재순환 공조계통에서는 보통 OA + 재순환 RA → 혼합공기 → 공조기 → SA → 실내 → RA의 흐름을 가집니다. 실기에서는 공기량 수지와 혼합공기 상태를 계산할 때 이 흐름을 먼저 정리하는 것이 중요합니다.
그림·공식 정리
외기(OA)는 실외에서 공기조화기로 들어오는 공기, 급기(SA)는 공기조화기에서 처리되어 실내로 공급되는 공기입니다. 환기(RA)는 실내에서 공기조화기로 돌아오는 공기이며, 그중 일부를 실외로 내보내는 공기가 배기(EA)입니다.
풀이에 적용하기
공조기의 전체 급기량이 10,000 m³/h이고, 그중 외기 도입률이 20%라고 하겠습니다. 누설이 없고 급기량과 혼합공기량이 같다고 가정합니다.
외기량(OA)
10,000 × 0.20 = 2,000 m³/h
재순환되는 환류공기량
10,000 - 2,000 = 8,000 m³/h
즉 공조기로 들어가는 혼합공기는 외기 2,000 m³/h와 재순환공기 8,000 m³/h로 구성됩니다.
만약 정상상태에서 건물 내부에 공기가 축적되지 않고 별도의 가압·누설 조건이 없다면, 도입한 외기량에 대응하는 양의 공기가 배기 또는 누설로 외부에 나가야 질량수지가 유지됩니다.
헷갈리는 부분
① OA와 SA를 혼동하지 마세요.
OA는 실외에서 들어오는 공기이고, SA는 공조기에서 처리되어 실내로 공급되는 공기입니다.
② RA를 ‘외부로 버리는 공기’라고 생각하지 마세요.
RA는 실내에서 되돌아오는 공기이며, 그중 일부가 EA로 배출되고 일부는 재순환될 수 있습니다.
③ 외기비율의 기준을 확인하세요.
‘급기량의 20%가 외기’인지 ‘환류공기량의 20%를 외기로 도입’하는지에 따라 계산이 달라집니다.
④ 체적유량을 섞을 때는 조건을 확인하세요.
온도와 밀도가 크게 다른 공기를 정밀하게 계산할 때는 질량수지를 기준으로 계산하는 것이 원칙입니다.
⑤ 환기(ventilation)와 RA 표기의 환기·환류 개념을 구분하세요.
문제의 기호와 공기 흐름을 보고 의미를 판단해야 합니다.